Кольцевая визуализация темного поля - Annular dark-field imaging
Кольцевая визуализация темного поля метод отображения выборок в растровый просвечивающий электронный микроскоп (КОРЕНЬ). Эти образы формируются путем сбора разрозненных электроны с кольцевой детектор темного поля.[1]
Общепринятый ТЕМ темнопольная визуализация использует апертуру объектива, чтобы собирать только прошедшие рассеянные электроны. В отличие, КОРЕНЬ При построении изображений в темном поле не используется апертура, чтобы отличить рассеянные электроны от основного луча, а используется кольцевой детектор для сбора только рассеянных электронов.[2] Следовательно, механизмы контрастирования различны между обычным темным полем и темным полем STEM.
Кольцевой детектор темного поля собирает электроны из кольцевого пространства вокруг луча, отбирая гораздо больше рассеянных электронов, чем может пройти через апертуру объектива. Это дает преимущество с точки зрения эффективности сбора сигнала и позволяет лучшему лучу проходить на спектроскопия потерь энергии электронов (EELS) детектор, позволяющий выполнять оба типа измерений одновременно. Визуализация кольцевого темного поля также обычно выполняется параллельно с энергодисперсионная рентгеновская спектроскопия получение и может также выполняться параллельно с визуализацией в светлом поле (STEM).
HAADF
Получение изображений в кольцевом темном поле под большим углом (HAADF) - это КОРЕНЬ метод, который создает кольцевое изображение темного поля, образованное некогерентно рассеянными электронами под очень большим углом (Резерфорд рассеялся от ядра атомов) - в отличие от Брэгг рассеялся электроны. Этот метод очень чувствителен к изменениям атомного номера атомов в образце (Z -контрастные изображения).[3]
Для элементов с более высоким Z, больше электронов рассеивается под более высокими углами из-за большего электростатического взаимодействия между ядром и электронным пучком. Из-за этого детектор HAADF воспринимает более сильный сигнал от атомов с более высоким Z, заставляя их казаться более яркими на результирующем изображении.[4][5]
Эта высокая зависимость от Z (с контрастом, примерно пропорциональным Z2) делает HAADF полезным способом легко идентифицировать небольшие области элемента с высоким Z в матрице материала с более низким Z. Имея это в виду, обычное приложение для HAADF находится в гетерогенный катализ исследования, так как определение размера металлических частиц и их распределения чрезвычайно важно.
Разрешение
Разрешение изображения в HAADF STEM очень высокое и в основном определяется размером электронного зонда, который, в свою очередь, зависит от способности корректировать аберрации объектива. линза, в частности сферическая аберрация. Высокое разрешение дает ему преимущество перед обнаружением обратно рассеянных электронов (BSE), которое также можно использовать для обнаружения материалов с высоким Z в матрице материала с более низким Z.
Технические характеристики микроскопа
Визуализация HAADF обычно использует электроны, рассеянные под углом> 5 ° (Рассеянные электроны Резерфорда ). Для изображения на ТЕМ /КОРЕНЬ оптимальное изображение HAADF обеспечивается системами TEM / STEM с большим максимальным углом дифракции и небольшой минимальной длиной камеры. Оба эти фактора допускают большее разделение между разрозненными выборами Брэгга и Резерфорда.
Большой максимальный угол дифракции необходим для учета материалов, которые демонстрируют брэгговское рассеяние под большими углами, например многие кристаллический материалы. Высокий максимальный угол дифракции обеспечивает хорошее разделение между рассеянными по Брэггу и Резерфордом электронами, поэтому важно, чтобы максимальный угол дифракции микроскопа был как можно большим для использования с HAADF.
Небольшая длина камеры необходима для того, чтобы рассеянные резерфордовские электроны попали в детектор, избегая при этом обнаружения рассеянных по Брэггу электронов. Небольшая длина камеры приведет к тому, что большая часть рассеянных по Брэггу электронов попадет на детектор светлого поля вместе с прошедшими электронами, в результате чего на детектор темного поля попадут только высокоугловые электроны.[1]
Смотрите также
- Просвечивающая электронная микроскопия
- Сканирующая просвечивающая электронная микроскопия
- Микроскопия темного поля
Рекомендации
- ^ а б Оттен, Макс Т. (1992). «Кольцевая темнопольная визуализация с большим углом в системе« шаблон / ствол »». Журнал техники электронной микроскопии. 17 (2): 221–230. Дои:10.1002 / jemt.1060170209. ISSN 0741-0581. PMID 2013823.
- ^ Вебер, Джулиана (2017). Фундаментальные сведения о поглощении радия баритом с помощью атомно-зондовой томографии и электронной микроскопии. ISBN 978-3-95806-220-7.
- ^ DE Jesson; SJ Pennycook (1995). «Некогерентное изображение кристаллов с использованием термически рассеянных электронов». Proc. Рой. Soc. А. 449 (1936): 273. Bibcode:1995RSPSA.449..273J. Дои:10.1098 / RSPA.1995.0044.
- ^ Nellist, P.D .; Pennycook, S.J. (2000), "Принципы и интерпретация кольцевых темнопольных Z-контрастных изображений", Достижения в области визуализации и электронной физики, Elsevier, стр. 147–203, Дои:10.1016 / с 1076-5670 (00) 80013-0, ISBN 9780120147557
- ^ "электронная микроскопия дома". www.microscopy.ethz.ch. Архивировано из оригинал на 2018-08-14. Получено 2018-11-28.